Как подобрать кареточный мотор?

Кареточный электромотор – это редукторный двигатель, который устанавливается на место каретки велосипеда и использует цепную или ременную передачу для более быстрого вращения заднего колеса при педалировании. Такие моторы называют также центральными, подвесными или mid-drive. Это отличная замена мотор-колесам, т.к. кареточные электромоторы:

• <обеспечивают корректную развесовку и правильное расположение центра тяжести;
• имеют хорошие тяговые характеристики;
• подходят для установки на любой велосипед – ситибайк, дорожный, маунтинбайк, туристический, фэтбайк и т.д.;
• позволяют сохранить родную трансмиссию;
• гарантируют отличный накат, превосходную маневренность, устойчивость и управляемость при езде;
• бесшумны – при условии, что рама имеет хорошо продуманную конструкцию и не станет резонатором, усиливающим шум двигателя;
• позволяют гибко управлять скоростью и крутящим моментом, используя переключение передач;
• не перегреваются при езде в горку;
• позволяют с легкостью преодолевать затяжные подъемы и сложные маршруты.

Центральные моторы компактны, имеют массу от 3 до 8 кг. В их цилиндрическом корпусе содержатся интегрированные датчики, магнитная система, редуктор, контроллер и подшипники. Кроме самого электромотора, в наборе с ним продаются вспомогательные компоненты для монтажа на велосипедную базу: звезды, шатуны, рычаг газа, ручки тормоза, дисплей.

Типы электромоторов на каретку

Центральные моторы делятся на 3 категории:

• Оригинальные комплектующие, предназначенные для брендовых электровелосипедов.
• Компоненты, создаваемые для сторонних брендов велогидридов. В частности, производством таких электромоторов занимаются Bosch, Yamaha, Shimano, Bafang, Impulse, Brose. Двигатели этой группы, как правило, являются закрытыми системами: не допускают изменения программных настроек и корректно работают с АКБ и дисплеями строго своих брендов.
• Компоненты, свободно представленные в продаже и подходящие для самостоятельного монтажа на велосипедную базу. Такие электромоторы допускают ремонт и изменение программных настроек. Производят их многие компании: Bafang, YOCH, Lingbei, Bosch, Shimano Steps, Aikema, Tongsheng и др.

Мощность и крутящий момент

При выборе мотора на каретку традиционно учитывают его номинальную мощность и развиваемый крутящий момент. По мощности все велосипедные электромоторы делятся на 3 группы: маломощные (250–350 Вт), средней мощности (500–750 Вт) и мощные (от 1000 Вт). Статус велосипеда после электрификации сохраняют только те е-байки, у которых мощность электродвигателя не превышает 250 Вт. Остальные электровелосипеды по закону приравниваются к мопедам.

От мощности зависит развиваемая электровелосипедом скорость, а также масса, размеры двигателя и количество потребляемой им энергии. Здесь важно найти золотую середину: подобрать относительно легкий и не слишком прожорливый электромотор с достаточной для вас мощностью. На дороге мощность движка только косвенно влияет на характер езды и поведение е-байка. Тем не менее, ее значение дает ориентировочное понимание того, чего ожидать от конкретного электромотора.

Крутящий момент измеряется в ньютон-метрах и отображает тяговые характеристики электромотора. У большинства двигателей подвесного типа максимальный крутящий момент составляет 70–80 Н·м, но у мощных моделей может достигать 200 Н·м. Такая тяговитость делает их отличным выбором для езды по холмистой или горной местности, позволяет запросто преодолевать препятствия на пути и не перегреваться при интенсивных нагрузках.

Другие характеристики

При подборе центрального электромотора обратите внимание и на второстепенные характеристики:

• Номинальное напряжение – от него зависит мощность двигателя и параметры совместимой с ним аккумуляторной батареи. У большинства моделей номинальный вольтаж составляет 48 В, а у маломощных электромоторов – 36 В.
• КПД – обычно его значение превышает 80 или 85%.
• Уровень шума.
• Передаточное число.
• Диапазон рабочих температур.
• Размеры, масса, дизайн.
• Репутация бренда.

Уровни поддержки

У каждого mid-drive двигателя есть несколько уровней поддержки. Они указываются в процентах и обозначают мощность, которую в конкретном режиме обеспечит электромотор относительно педальной тяги. В целом уровень поддержки бывает от 50% до 400–500%. Кроме диапазона, имеет значение количество уровней поддержки, обеспечиваемых конкретным двигателем. Чем их больше, тем точнее велосипедист сможет выбирать подходящий процент помощи электропривода в зависимости от условий поездки.

Например, когда нужно сэкономить заряд батареи и увеличить расстояние пробега, стоит ехать в режиме минимальной помощи электропривода. А если предстоит затяжной подъем или покорение крутого холма, подойдет максимальный уровень поддержки: когда вы спокойно крутите педали, а электромотор работает в 4 или 5 раз мощнее.

У многих двигателей подвесного типа уровень поддержки автоматически адаптируется при помощи нескольких встроенных датчиков. Они определяют усилие велосипедиста при педалировании и в соответствии с этим усилием регулируют уровень поддержки: чем интенсивнее вы крутите педали, тем большей будет помощь электромотора. Такая интеллектуальная поддержка освобождает от необходимости переключать режимы и обеспечивает комфортное передвижение по разным ландшафтам.

Конструкция и масса

Особенности конструкции, размеры и вес электромотора неизбежно влияют на характеристики электровелосипеда. Компактный двигатель предоставляет больше свободы для конструкции задней части и подвески, благотворно сказывается на маневренности и управляемости велосипеда. Кроме того, от размеров электромотора зависит, с какими велосипедами он совместим, т.е. какой может быть ширина кареточного узла.

Разные центральные электродвигатели используют различные передаточные числа, чтобы адаптировать большие обороты к звену цепи. От этих параметров зависит, при какой частоте педалирования двигатель будет работать наиболее эффективно. Хорошие электромоторына каретку равномерно поддерживают мышечную тягу при разной частоте кручения педалей, т.е. обеспечивают стабильную выходную мощность и большой крутящий момент при различной интенсивности вращения педалей.

В эффективных системах сопротивление педалированию сводится к минимуму: при отключенном электроприводе коробка передач изолируется от кривошипов с помощью системы свободного хода. В этом новые модели выигрывают у электромоторов старого поколения, которые создавали ощутимое сопротивление педалированию и препятствовали езде с отключенным электромотором.

Комплектация

Большинство наборов с электромоторами на каретку велосипеда имеет стандартную комплектацию:

• вал и шатуны стандарта JIS (квадрат);
• ведущая звезда, например, 38Т или 44Т;
• рычаг или курок газа;
• ручки тормоза с концевиками;
• LCD-дисплей с пультом управления;
• встроенные датчики системы PAS и скорости.

Дисплей и пульт управления позволяют видеть основные рабочие характеристики электровелосипеда и переключать уровни поддержки. Дизайн и функционал дисплея бывает разным – от простейшего черно-белого исполнения до высококлассного цветного экрана с современными приложениями и массой полезных функций. Многие модели поддерживают настройку характеристик электродвигателя через приложения со смартфона.

Выводы

Перед тем как подобрать кареточный мотор, нужно выяснить технические особенности велосипеда, который вы планируете электрифицировать, и условия предстоящих поездок. При подборе подходящей модели учитывайте ширину кареточного узла, желаемую скорость езды, рельеф местности. Для получения эффективного электропривода не обязательно покупать мощный электромотор массой около 5–8 кг, разве что вам нужна скорость порядка 45–65 км/ч. Если же вам нужен тяговитый помощник для неспешных поездок, есть смысл подобрать более легкий и экономичный двигатель, например, на 250, 350 или 500 Вт.

Читайте в предыдущей статье блога VoltBikes.ru о том, зачем электровелосипеду педали.